Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Институт систематики и экологии животных СО РА» (ИСИЭЖ СО РАН) «УТВЕРЖДАЮ» директор ИСиЭЖ СО РАН д.б.н., проф. В.В. Глупов __________________________ «___» _________________ 2014 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Б1.В.ДВ.2 «СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ЗООЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ» Направление подготовки 06.06.01 Биологические науки Профиль (направленность программы) 03.02.04. – Зоология Квалификация выпускника Исследователь. Преподаватель-исследователь Форма обучения очная Новосибирск 2014 Направление подготовки: 06.06.01 Биологические науки Профиль (направленность программы): 03.02.04. – Зоология Дисциплина: «Современные методы зоологических исследований» Форма обучения: очная Рабочая программа составлена с учетом ФГОС ВО по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 30 июля 2014 года № 871, зарегистрировано в Минюсте Российской Федерации 20 августа 2014 года № 33686. РЕЦЕНЗЕНТ: Литвинов Ю.Н., ИСиЭЖ СО РАН, зам. директора, д.б.н., старший научный сотрудник РАБОЧАЯ ПРОГРАММА РЕКОМЕНДОВАНА Ученым Советом ИСиЭЖ СО РАН «__» ____________ 201__г. ИСПОЛНИТЕЛЬ: Вартапетов Лев Гургенович, д-р биол. наук, ИСиЭЖ СО РАН, зам. директора, старший научный сотрудник Рабочая программа зарегистрирована в аспирантуре под учетным номером № на правах учебно-методического издания. Заведующая аспирантурой, кандидат биологических наук / Корниенко С.А. / © Л.Г.Вартапетов, 2014 © ФГБУН ИСиЭЖ СО РАН, 2014 Оглавление АННОТАЦИЯ 3 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 3 2. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 4 3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1. Структура дисциплины……………………………………………………………..………….….4 3.2. Содержание разделов дисциплины………………………………………………………………..5 3.3. Практические занятия…………………………………………………………………………….8 4. ТЕКУЩАЯ И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ……… 8 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ………………………………… 9 6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ……………….....11 АННОТАЦИЯ Дисциплина «Современные методы зоологических исследований» реализуется в рамках Блока 1 Основной профессиональной образовательной программы высшего образования - программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре Федеральное агентство научных организаций России, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН» (ИСиЭЖ СО РАН) по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки аспирантам очной формы обучения. Рабочая программа составлена с учетом ФГОС ВО по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 30 июля 2014 года № 871, зарегистрировано в Минюсте Российской Федерации 20 августа 2014 года № 33686. Основным источником материалов для формирования содержания программы являются: материалы конференций, симпозиумов, семинаров, Интернет-ресурсы, научные издания и монографические исследования и публикации. Общая трудоемкость дисциплины по учебному плану составляет 3 зач.ед. (108 часов), из них лекций - 38 час., практических занятий – 16 час., самостоятельной работы - 54 часа. Дисциплина реализуется на 3 курсе. Текущая аттестация проводится не менее 2 раз в соответствии с заданиями и формами контроля, предусмотренные настоящей программой. Промежуточная оценка знания осуществляется в период зачетно-экзаменационнной сессии в форме: зачета. 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Цель освоения дисциплины изучение основных современных методологических концепций зоологических исследований и методов полевых зоологических исследований территориального распределения, кормодобывания, демографии популяций и миграций животных; подготовка аспирантов к решению следующих задач профессиональной деятельности: – усвоение основных понятий и терминов курса; – изучение основных современных методологических концепций зоологических исследований; – изучение методов полевых зоологических исследований территориального распределения, кормодобывания, демографии популяций и миграций животных; – формирование системы представлений о выборочности, репрезентативности и достоверности количественных данных в зоологии; – усвоение методов количественной классификации и факторного анализа в зоологических исследованиях; – формирование системы представлений о принципах изучения животного населения на ландшафтной основе; – изучение методов зоологического мониторинга, формирования и использования баз данных и ГИС-технологий – изучение возможностей, потребностей, достижений студентов высшей школы в области образования и научных исследований и проектирование на основе полученных результатов индивидуальных маршрутов их обучения и научной работы; – использование возможностей образовательной среды для обеспечения качества образования, в том числе с использованием информационных технологий; – осуществление профессионального самообразования и личностного роста, проектирование дальнейшего образовательного маршрута и профессиональной карьеры; – популяризация биологических знаний в широких слоях общества. 2. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Результаты освоения программы: курс направлен на формирование следующих компетенций: УК-1, УК-4, УК-5 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1, ПК-2 Формируемые компетенции Дескрипторы ПК-1. применение современных Знать: основные методы зоологических наблюдений, методов работы с биологическими современную систематику животных; современные объектами в полевых и методы проведения экспериментальной работы в лабораторных условиях, методов полевых и лабораторных условиях. наблюдения, описания, Уметь: идентифицировать животных и составлять идентификации, классификации, повидовые очерки; проводить биологические культивирования биологических эксперименты с животными; формировать и объектов, навыков работы с использовать базы данных и ГИС-технологий. современной аппаратурой. Владеть: основными методами разведения и содержания животных в лабораторных условиях и условиях культивирования; методами количественной классификации и факторного анализа в зоологических исследованиях; методами зоологического мониторинга. ПК-2. способность выявления Знать: биологическое разнообразие животных и их фундаментальных проблем значение в биосфере; основные методы зоологических зоологии наблюдений, современную систематику животных. Уметь: использовать базовые знания в профессиональной деятельности, направленной на сохранение устойчивости экосистем. Владеть: основными методами сохранения биоразнообразия; навыками работы с современным оборудованием. 3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебных работ Вид учебной работы Трудоемкость общая из них зач.ед. час. ОБЩАЯ ТРУДОЕМКОСТЬ по Учебному плану 3 Аудиторные занятия Лекции (Л) Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Самостоятельная работа (СР) без учёта промежуточного контроля: Самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, Лекц. Прак. Сем. Сам.р. 108 30 38 16 54 подготовка к семинарским и практическим занятиям) и самостоятельное изучение тем дисциплины Вид контроля: зачет 3.2. Содержание разделов дисциплины Общее содержание дисциплины Наименование темы № раздела (раздела) 1. 2 3 4 5 Особенности современных зоологических методов Содержание темы (раздела) Особенности современных зоологических исследований: интеграция, специализация, роль точных лабораторных и приборных методов, количественные подходы. ЭкологоОрганизация и проведение экологофаунистические фаунистических экскурсий. исследования. Полевые признаки и определение животных. Методы изучения пространственного размещения и размножения животных. Наблюдения в природе. Экспериментальные исследования Картографирование местообитаний. Картирование размещения наземных позвоночных. Мечение животных. Изучение размножения: визуальные наблюдения, инструментальные методы. Методы изучения Общая характеристика массового пространственного пролета. Кольцевание. Наблюдения с размещения и наблюдательных пунктов и размножения маршрутные учеты. Некоторые итоги животных. Изучение и перспективы изучения миграций. сезонных миграций Количественные учеты животных. птиц Относительные и Площадные и маршрутные учеты. абсолютные методы Метод биологических индикаторов. учетов Учеты ловушко-линиями, ловчими канавками и заборчиками. Площадки мечения. Изолированные площадки. Авиаучеты. Зимние маршрутные учеты млекопитающих по следам. Методология Предмет фаунистического фаунистических исследования. Место количественных исследований. методов. Выборочный метод. Понятие Экологорепрезентативности. Планирование и фаунистические проведение количественных исследования фаунистических сборов. Обилие животных, его оценки и шкалы. Эколого-фаунистические исследования. Фенодаты. Динамика относительного обилия. Форма текущей аттестации О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ 6 7 8 9 10 Распределение по местообитаниям. Анализ трофических связей. Изучение разнообразия фаун и сообществ. Причины и гипотезы видового богатства. Современная концепция разнообразия и методы его измерения. Информационный индекс разнообразия. Выравненность видов по обилию. Развитие концепции разнообразия. Оценка сходства Оценки сходства и выбор признаков. фаун и сообществ. Гомология, корреляция, иерархия и Оценки сходства и взвешивание признаков. Построение выбор признаков матриц. Индексы общности по количественным и качественным данным. Классификация и ординация фаун и сообществ. Метод дендрограмм. Корреляционные плеяды Терентьева. Графы производности и включения. Особенности количественной классификации. Количественный анализ в зоогеографии. Системный подход к Классификация и выбор анализу животного местообитаний. Размещение учетных населения маршрутов и мест отлова животных. Пересчет в абсолютные и относительные показатели. Усреднение и нормировка. Сведения о факторах среды. Оценка пространственной и временной динамики распределения видов и сообществ. Выявление обилия, распределения и сезонной динамики численности отдельных видов. Определение преференции местообитаний. Классификация видов по сходству их территориального распределения. ПространственноПространственная и временная типологическая организация сообществ. Методы структура и картографирования животного классификация населения. населения Роль экологоЖивотные как ресурс. Проблема экономических экономической оценки животного оценок животного мира. населения в рациональном природопользовании Банки данных, Экологические экспертизы. Оценки использование ГИС- воздействия на окружающую среду и О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ О, Д, ДЗ технологий. Экологоэкономические оценки животного мира. ущерба, причиняемого животному миру при реализации хозяйственных проектов. Роль экологоэкономических оценок животного населения в рациональном природопользовании. Примечание: О - опрос, Д - дискуссия (диспут, круглый стол, мозговой штурм, ролевая игра), ДЗ - домашнее задание (эссе и пр.). Формы контроля не являются жесткими и могут быть заменены преподавателем на другую форму контроля в зависимости от контингента обучающихся. Кроме того, на занятиях семинарских может проводится работа с нормативными документами, изданиями средств информации и прочее, что также оценивается преподавателем 3.3. Структура дисциплины Введение. Цели и задачи курса. Особенности современных зоологических методов. Связи с другими учебными и научными дисциплинами, и значение в профессиональной деятельности. Особенности современных зоологических исследований: интеграция, специализация, роль точных лабораторных и приборных методов, количественные подходы. Полевые методы. Эколого-фаунистические исследования. Изучение региональных фаун. Организация и проведение эколого-фаунистических экскурсий. Сезонные особенности активности видов животных и динамики их населения. Полевые признаки и определение животных. Методы изучения пространственного размещения и размножения животных. Пространственная структура популяций. Картографирование местообитаний. Картирование размещения наземных позвоночных. Мечение животных. Изучение размножения: визуальные наблюдения, инструментальные методы. Методы изучения питания животных. Исследования содержимого пищеварительного тракта, погадок и экскрементов, остатков пищи. Экспериментальные исследования. Наблюдения в природе. Изучение кормодобывания птиц: кормовая активность как многовариантная поведенческая последовательность, критерии выбора объекта, методика регистрации кормовой активности, расчет индексов разнообразия кормового поведения. Изучение сезонных миграций птиц. Общая характеристика массового пролета. Послегнездовые перемещения. Кольцевание. Наблюдения с наблюдательных пунктов и маршрутные учеты. Некоторые итоги и перспективы изучения миграций. Количественные учеты животных. Относительные и абсолютные методы учетов. Площадные и маршрутные учеты. Метод биологических индикаторов. Учеты ловушко-линиями, ловчими канавками и заборчиками. Площадки мечения. Изолированные площадки. Авиаучеты. Зимние маршрутные учеты млекопитающих по следам. Камеральные методы. Методология фаунистических исследований. Предмет фаунистического исследования. Место количественных методов. Выборочный метод. Понятие репрезентативности. Планирование и проведение количественных фаунистических сборов. Обилие животных, его оценки и шкалы. Эколого-фаунистические исследования. Фенодаты. Динамика относительного обилия. Распределение по местообитаниям. Анализ трофических связей. Изучение разнообразия фаун и сообществ. Причины и гипотезы видового богатства. Современная концепция разнообразия и методы его измерения. Информационный индекс разнообразия. Выравненность видов по обилию. Развитие концепции разнообразия. Оценка сходства фаун и сообществ. Оценки сходства и выбор признаков. Гомология, корреляция, иерархия и взвешивание признаков. Построение матриц. Индексы общности по количественным и качественным данным. Классификация и ординация фаун и сообществ. Метод дендрограмм. Корреляционные плеяды Терентьева. Графы производности и включения. Особенности количественной классификации. Количественный анализ в зоогеографии. Основные подходы. Место количественных методов. Количественные методы зоогеографического районирования. Исследование факторов, влияющих на богатство фаун. Изучение животного населения на ландшафтнозональной основе. Сбор и первичная обработки характеристик населения животных. Системный подход к анализу животного населения. Классификация и выбор местообитаний. Размещение учетных маршрутов и мест отлова животных. Пересчет в абсолютные и относительные показатели. Усреднение и нормировка. Сведения о факторах среды. Оценка пространственной и временной динамики распределения видов и сообществ. Выявление обилия, распределения и сезонной динамики численности отдельных видов. Определение преференции местообитаний. Классификация видов по сходству их территориального распределения. Пространственно-типологическая структура и классификация населения. Пространственная и временная организация сообществ. Методы картографирования животного населения. Банки данных, использование ГИС-технологий. Экологоэкономические оценки животного мира. Животные как ресурс. Проблема экономической оценки животного мира. Экологические экспертизы. Оценки воздействия на окружающую среду и ущерба, причиняемого животному миру при реализации хозяйственных проектов. Роль эколого-экономических оценок животного населения в рациональном природопользовании. 3.4. Практические занятия № занятия № Раздела Краткое содержание Раздела (темы) (темы) 1. Сетевые компьютерные технологии в информационном 4 обеспечении зоологических исследований. 2 Количественные учеты птиц. Маршрутный метод, метод 4 пробных площадей и точечные учеты на круговых площадках. 2 Метод тропления и регистрации следов на снеговом 4 покрове. Навыки идентификации следов. 2 Метод радиослежения, необходимое оборудование и 4 практика телеметрических исследований. ВСЕГО 16 2 3 4 Кол-во часов 2 4. ТЕКУЩАЯ И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ Промежуточная аттестация аспирантов. Промежуточная аттестация аспирантов по дисциплине проводится в соответствии с локальным актом ФГБНУ ИСиЭЖ СО РАН - Положением о текущей, промежуточной и итоговой аттестации аспирантов ФГБНУ ИСиЭЖ СО РАН по программам высшего образования - программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре и является обязательной. Промежуточная аттестация по дисциплине осуществляется в форме зачета/экзамена в период зачетно-экзаменационной сессии в соответствии с Графиком учебного процесса по приказу (распоряжению заместителю директора по научной работе). Обучающийся допускается к зачету в случае выполнения аспирантом всех учебных заданий и мероприятий, предусмотренных настоящей программой. В случае наличия учебной задолженности (пропущенных занятий и (или) невыполненных заданий) аспирант отрабатывает пропущенные занятия и выполняет задания. Оценивание обучающегося на промежуточной аттестации осуществляется с использованием нормативных оценок на зачете - зачтено (не зачтено). Оценка зачета (нормативная) Требования к знаниям и критерии выставления оценок Зачтено Аспирант при ответе демонстрирует отличное/хорошее знание содержания тем учебной дисциплины, владеет основными понятиями, не зачтено знает особенности развития научной дисциплины, имеет представление об особенностях и специфике предмета. Информирован и способен делать анализ проблем и намечать пути их решения. Аспирант при ответе демонстрирует плохое знание значительной части основного материала в области научной дисциплины. Не информирован или слабо разбирается в проблемах, и или не в состоянии наметить пути их решения. Контрольные вопросы 1. Цели и задачи фаунистики, связь с экологией, зоогеографией, систематикой. 2. Каковы общие черты современных методов зоологических исследований и место этих методов в методико-методологических основах биологических наук? 3. Проблемы изучения региональных фаун и организация эколого-фаунистических экскурсий. Полевые признаки животных и их жизнедеятельности. 4. Каковы основные полевые методы изучения размещения наземных позвоночных? 5. Как изучается размножение животных с помощью визуальных и инструментальных методов? 6. Каким образом изучается питание и кормодобывающая деятельность животных? 7. Изучение миграций птиц: проблемы, методы, результаты и перспективы. 8. Методы учета насекомых. 9. Методы учета птиц. 10. Методы учета млекопитающих. 11. Методы учета земноводных и пресмыкающихся. 12. Количественные методы в фаунистике – доводы за и против. 13. Сплошное и выборочное обследование, генеральная совокупность и выборка. Репрезентативность сборов и как она обеспечивается. 14. Основные схемы взятия проб (случайная, равномерная, стратифицированная). 15. Планирование и проведение фаунистических сборов. Основные требования к методам регистраций животных. 16. Анализ фенологии видов сообществ. 17. Анализ распределения видов по местообитаниям. 18. Анализ трофических связей животных. 19. Биоразнообразие: генетический, видовой, экосистемный уровни. 20. Основные экологические факторы разнообразия сообществ. 21. Альфа, бета, гамма разнообразие, основные параметры разнообразия. 22. ГИС-технологии в изучении животного мира и их использование в природоохранных целях. 23. Орнитологический мониторинг и его результаты. 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Основная литература Равкин Ю.С., Ливанов С.Г. Факторная зоогеография. Новосибирск, Наука, 2010. 178 с. Бродский А.К. Биоразнообразие. Academia, 2012, 240 с. Гиляров М.С. Методы почвенно-зоологических исследований. М., Наука, 2012. 273 с. Онищенко С.С., Ильяшенко В.Б., Теплова Н.С., Бибик Е.В., Скалон Н.В. Практическое руководство по изучению мелких млекопитающих. - Кемерово: «Кузбассвузиздат», 2010 – 99 с. Аниканова В.С., Бугмырин С.В., Иешко Е.П. Методы сбора изучения гельминтов мелких млекопитающих. Учебное пособие. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 145 с. Юсуфов А.Г., Магомедова М.А. История и методология биологии. М., Высшая школа. 2014. Дополнительная литература Анатомия беспозвоночных: пиявка, прудовик, дрозофила, таракан, рак (лабораторные животные). - Учеб-СПб.: Лань, 1999. Беклемишев В. Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. Т. 1. Проморфология. М., 1964. Биологический энциклопедический словарь. - М.: Сов. энциклопедия, 1986. Бутьев В.Т., Дерим-Оглу Н.Ф., Константинов В.М. и др. Позвоночные животные и наблюдения за ними в природе. М.: Академия, 2000. 200с. Гиляров М. С. Закономерности приспособления членистоногих к жизни на суше. - М.: Наука, 1970. Гинецинская Т. А., Добровольская Н. А. Частная паразитология. Монография. - М.: Высшая школа, 1978. - Т. 1-6. Душенков В. М. Летняя полевая практика по зоологии беспозвоночных: учебное пособие. - М.: Академия, 2000. Иванова-Казас О. М. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных. - М., 1981. Клюге Н. Ю. Современная систематика насекомых. - С-Пб.: Лань, 2000. Левушкин С. И., Шилов И. А. Общая зоология. Монография - М.: Высшая школа, 1994. Плавильщиков Н. Н. Определитель насекомых. - М.: Топикал, 1994. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. - М.: Мир, 1989. Чернышев В. Б. Экология насекомых. Монография - М.: Изд-во МГУ, 1996. Большой практикум по зоологии беспозвоночных : в 3 ч. : учебное пособие для биол. специальностей ун-тов : доп. М-вом высш. и сред. спец. образования СССР. Ч. 2 : Типы: кольчатые черви, членистоногие / А. В. Иванов, А. С. Мончадский, Ю. И. Полянский, А. А. Стрелков. - Москва : Высшая школа, 1983. 543 с. Иванов А.В. Большой практикум по зоологии беспозвоночных : в 3 ч. : учебное пособие для биол. специальностей ун-тов : доп. М-вом высш. и сред. спец. образования СССР. Ч. 3 : Типы: сипункулиды, моллюски, щупальцевые, иглокожие / А. В. Иванов, Ю. И. Полянский, А. А. Стрелков. - Москва : Высшая школа, 1985. 390 с. Программное обеспечение, базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 1. Миркин Б. М. Основы общей экологии [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов по естественнонаучным специальностям : доп. М-вом образования РФ / Б. М.Миркин, Л. Г. Наумова ; под ред. Г. С. Розенберга. - Москва : Логос, 2005. - 240 с. Доступна эл. версия. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE". - ISBN 5-94010-258-1. 2. Базы данных, информация, справочники по зоологии [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.dmoz.org/World/Russian/Наука/Биология/Зоология. 3. История зоологии / Биология животных - Режим доступа: http://animaldir.ru. 4. Коллекция ресурсов: Web-сайтов, баз данных, серверов, музеев и галерея фотографий, связанных с зоологией. Режим доступа: http://www.sibupk.nsk.su/New/06/Yp/data/Z05.HTM. 5. Степановских, А. С. Биологическая экология. Теория и практика [Электронный ресурс]: учебник для студентов вузов, обучающихся по экологическим специальностям / А. С.Степановских. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012. - 791 с.http:// www.znanium.com/catalog.php. 6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для освоения дисциплины имеются: 1. Специально оборудованные кабинеты. 2. Мультимедийное оборудование (компьютер с выходом в интернет, проектор). 3. Коллекции влажных препаратов органов и организмов беспозвоночных и позвоночных животных. 4. Коллекции насекомых. 5. Коллекции чучел, тушек млекопитающих и птиц, гнезд и яиц птиц. 4. Микроскопы, бинокуляры, микропрепараты. 5. Оборудование и инструменты для вскрытия. 6. Виварий с позвоночными и беспозвоночными животными. 7. Коллекции музея.